Kuat medan listrik di suatu titik sejauh r dari muatan titik q akan diperbesar menjadi 125 kali semula. Hal itu dapat dilakukan dengan cara ....

Pembahasan :

Persamaan medan listrik

  

Berdasarkan persamaan tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa

• Persamaan 1 : medan listrik sebanding dengan Gaya Coloumb dan berbanding terbalik dengan muatan uji
• Persamaan 2 : medan listrik sebanding dengan muatan sumber dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya

Jadi, jawaban yang tepat adalah A dan E 

(Terdapat dua jawaban yang benar)

Diketahui
 

Ditanyakan
Kuat medan listrik (E)

Jawab
Medan listrik merupakan adanya dampak yang akan terjadi terhadap ruang sekitar karena adanya sebuah muatan listrik. Besarnya medan listrik dirumuskan sebagai besarnya gaya listrik/gaya coulomb per muatan listrik, yang secara matematis ditulis sebagai berikut.

 

dimana:
E = kuat medan listrik
F = gaya listrik atau gata coulomb
q = muatan listrik

Maka besar medan listrik disekitar muatan listrik  dengan gaya listrik  adalah:

 

Jadi, besar medan listrik yang ditimbulkan adalah .

Diketahui:

   

Ditanyakan: EQ = ... ?

Penyelesaian:

Soal ini menerapkan prinsip listrik statis, khususnya medan listrik. Medan listrik adalah daerah disekitar benda bermuatan listrik yang masih dipengaruhi oleh gaya listrik. Karena yang ditanyakan adalah besar muatan di Q, maka muatan yang dipakai adalah muatan uji (q_uji).

 

Jadi, medan listrik pada muatan 200 coulomb tersebut adalah  

 

Hitung perlambatan yang dialami elektron ketika bergerak dari hukum II Newton:

 

Sehingga, jarak lintasan elektron yang ditempuh adalah:

 

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah 0,1125 mm. 

Diketahui:

$$\begin{gathered} E_1=75\mathrm{N}/\mathrm{C} \\ {r}_1=200\mathrm{m} \\ {E}_2=130\mathrm{N}/\mathrm{C} \\ {r}_2=100\mathrm{m} \\ k=9\times 10^9{\mathrm{Nm}}^2/{\mathrm{C}}^2 \end{gathered}$$   

Ditanya: $$Q=...?$$ 

Penyelesaian: 

Persamaan medan listrik:

$$\begin{gathered} E=\frac{kQ}{r^2} \\ Q=\frac{E{r}^2}{k} \end{gathered}$$

Muatan pada ketinggian 200 m:

$$\begin{array}{rcl}{Q}_1& =& \frac{E_1.r_1^2}{k}\\ & =& \frac{75\times {\left(200\right)}^2}{9\times 10^9}\\ & =& 333,3\times 10^{-6}\mathrm{C}\\ & =& 333,3\mu \mathrm{C}\end{array}$$  

Muatan pada ketinggian 100 m:

$$\begin{array}{rcl}{Q}_2& =& \frac{E_2.r_2^2}{k}\\ & =& \frac{130\times {\left(100\right)}^2}{9\times 10^9}\\ & =& 144,4\times 10^{-6}\mathrm{C}\\ & =& 144,4\mu \mathrm{C}\end{array}$$   

Total muatan:

$$\begin{array}{rcl}Q& =& Q_1+Q_2\\ & =& 333,3\mu \mathrm{C}+144,4\mu \mathrm{C}\\ & =& 477,7\mu \mathrm{C}\end{array}$$ 

Dengan demikian, muatan total dalam sebuah kubus yang sisinya terletak pada ketinggian 100 dan 200 m adalah $$477,7\mu \mathbf{C}$$.